土的物理性质与工程分类-土的物理性质及物理状态指标（基础工程）

1.土的物理性质换算指标2.土的物理性质基本指标与换算指标的关系（1）土的干密度ρd和土的干重度γd（反映土松密程度的指标）定义土的干密度为单位体积干土所含固体颗粒的质量；土的干重度为土的单位体积内固体颗粒的重力。表达式

常见值土的干密度一般为1.3-2.0g/cm3;土的干重度一般为13-20kN/m3。1.土的物理性质换算指标（2）土的饱和密度ρsat或土的饱和重度γsat定义

土的饱和密度为土中空隙完全被水充满时，土的密度；土的饱和重度为土中空隙完全被水充满时，土的重度。表达式

常见值土的饱和密度一般为1.8-2.3g/cm3;土的饱和重度一般为18-23kN/m3。1.土的物理性质换算指标（3）土的有效重度(浮重度)γ′定义

在地下水位以下，土体受到水的浮力作用时，土的重度称为土的有效重度。表达式

常见值

土的有效重度一般为8-13kN/m3。

1.土的物理性质换算指标（4）土的孔隙比e定义

土中空隙体积与土颗粒体积之比，称为空隙比。

表达式

常见值

一般e<0.6的土是密实的、低压缩性的土；e>1.0的土是疏松的、高压缩性土；淤泥的e>1.5.1.土的物理性质换算指标（5）土的孔隙率n定义

土中空隙体积与土的总体积之比，称为空隙率。

表达式

常见值

土的孔隙率亦可用来反映土的密实程度。孔隙率和孔隙比之间有下列关系:1.土的物理性质换算指标（6）土的饱和度Sr定义

土中水的体积与空隙体积之比，称为饱和度。

表达式

常见值

土的饱和度反映土孔隙中含水的程度。当土处于完全干燥状态时，Sr=0；当土处于完全饱和状态时,Sr=100%。1.土的物理性质换算指标土的物理性质指标共有9个：e、n、ω、Sr、γ、ds、γd、γsat、γ’土的物理状态换算指标是由基本指标换算得到。

2.基本指标与换算指标的关系

总结各密度之间的关系：土的天然重度干重度饱和重度浮重度1.土的天然密度和土的重度2.土的含水量3.土粒相对密度(1)定义天然状态下，土体单位体积的质量，称为土的天然密度，简称密度(单位为g/cm3)。

(2)表达式

(3)常见值天然状态；相应的天然状态下土的重度变化范围。(4)测定方法①环刀法②灌水法(灌砂法)1.土的天然密度ρ和土的重度γ(1)定义土中水的质量与土颗粒质量之比，称为土的含水量，以百分数表示。(2)表达式

(3)常见值干粗砂：0；饱和粉、细砂土：40%；黏性土：30%-70%,泥炭土：百分之几百。(4)测定方法“烘干法”2.土的含水量ω一般用含水量衡量黏性土潮湿程度(1)定义土固体颗粒的质量与同体积的4℃时的纯水的质量之比，又称为土粒相对密度。(2)表达式(3)常见值查表(4)测定方法①比重瓶法②浮力法③虹吸筒法3.土粒相对密度ds

1.砂土的密实度2.碎石土的密实度1.砂土的密实度砂土的密实状态可以用相对密实度Dr和标准贯入锤击数N进行评价（1）相对密度Dremax与emin：最大与最小孔隙比Dr

=1

,最密状态

Dr

=0

,最松状态

Dr≤0.67,

疏松状态0.33<

Dr≤

0.67,中密状态

Dr>0.67,密实状态判别标准：优点：把土的级配因素考虑在内，理论上较为完善缺点：e、emin、eman难以准确测定1.砂土的密实度砂土的密实状态可以用相对密实度Dr和标准贯入锤击数N进行评价（2）根据现场标准贯入试验锤击数Ｎ判定标准贯入试验是一种原位测试方法。试验方法：将质量为63.5kg的锤头，提升到76cm的高度，让锤自由下落，打击标准贯入器，使贯入器入土深为30cm所需的锤击数，记为N63.5，这是一种简便的测试方法。N的大小，综合反映了土的贯入阻力的大小，亦即密实度的大小。标准贯入试验垂击数N63.5N63.5≤55＜N63.5≤1010＜N63.5≤20N63.5＞20密实度松散稍密中密密实判定标准：对于大颗粒含量较高的碎石土，其密实度很难做室内试验或原位触探试验。这时，可根据野外鉴别可挖性、可钻性和骨架颗粒含量与排列方式，划分土的密实状态，其划分标准可查教材表格。2.碎石土的密实度

总结无粘性土的计算方法及试验方法1.粘性土的灵敏度2.粘性土的触变性1.粘性土的灵敏度=原状土结构性相同含水量密度粉碎重塑重塑土强度降低原状土的无侧限抗压强度重塑土的无侧限抗压强度对于天然的粘性土，由于地质历史作用常具有一定的结构性，当土体受到外力扰动作用，其结构遭到破坏时，土的强度降低，压缩性增高。常用灵敏度st来衡量粘性土的结构性对强度的影响。相同含水量、密度St1-22-4>4粘性土低灵敏中等灵敏高灵敏土的灵敏度越高，其结构性越强受到扰动后土的强度降低就越明显。2.粘性土的触变性含水量不变，密度不变，因重塑而强度降低，又因静置而逐渐强化，强度逐渐恢复的现象，称为触变性。土的触变性是土的结构联结形态发生变化引起的，是土微观结构随时间变化的宏观表现。

总结粘性土灵敏度和触变性的概念1.概述2.界限含水量的测定方法1.概述塑限wp液限wL稠度界限固态或半固态可塑状态

流动状态

强结合水膜最大出现自由水强结合水弱结合水自由水稠度状态含水量w粘性土随含水量变化可改变土的物理形态锥式液限仪测定法：76g锤经5s恰好沉入土10mm所对应的含水量。

2.界限含水量的测定方法--液限ωL测定锥式液限仪2.界限含水量的测定方法--塑限ωp测定塑限wp条搓法液、塑性联合测定法碟式液限仪

工程做法在工程实践中，为了准确、方便、迅速地求得某土样的液限和塑限,则须用电磁放锥的锥式液限仪对土样以不同的含水量做几次(一般做三次)试验,即可在坐标纸上以相应的几个点近似地定出直线，然后在直线上求出液限和塑限。1.塑性指数2.液性指数1.塑性指数——塑性指数的数值大小可反映粘性土可塑范围的大小，塑性指数越大，表明粘性性土粘性和塑性越好（与粘粒含量有关，粘粒含量越多，吸附水的能力越大）；工程上常用塑性指数作为粘性土与粉土定名分类的依据缺点：不能充分反映粘土颗粒含量

不同的粘土矿物吸服水的能力不同2.液性指数——反映粘性土天然状态的软硬程度工程上作为确定粘性土承载力的重要指标例：已知某黏性土天然含水量ω=40.8%,液限ωL=38.5%,塑限ωP=18.6%,给该黏性土定名并确定其状态。[解]塑性指数Ip=ωL-ωP